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Energieausweis für Gebäude.
Foto: EnergieAgentur.NRW

Information

Heizsysteme

 

Fast jedes Gebäude braucht eine Heizung. Aber nicht für jedes Gebäude kommt auch das gleiche Heizsystem in Frage. Es gibt ganz unterschiedliche Systeme, die wir Ihnen hier vorstellen.

Brennwerttechnik

Die Kesseltechnologie hat sich in den letzten 20 Jahren erheblich verändert. Wirkungsgrade wurden verbessert, Verluste drastisch reduziert und die gesetzlichen Mindestanforderungen entsprechend verschärft.

Brennwertkessel sollten immer dann zum Einsatz kommen, wenn die fossilen Energieträger Gas oder Öl verwendet werden. Sie sind technisch ausgereift, wirtschaftlich im Betrieb, effizienter als vergleichbare Niedertemperaturkessel und nur mit wenigen Ausnahmen auch in bestehenden Gebäuden einsetzbar.

Dabei ist es nicht entscheidend, wie hoch die Systemtemperaturen für die Heizkörper ausgelegt sind. Auch bei hohen Auslegungstemperaturen arbeiten diese Kessel überwiegend im wirtschaftlichen Brennwertbereich.

Brennwertkessel nutzen die Restwärme im Abgas, die bei üblichen Kesseln, die mit hohen Temperaturen arbeiten, über den Schornstein entweichen. Die Abgasgase werden innerhalb der Kessels abgekühlt, die enthaltene Restwärme wird freigesetzt und das anfallende Kondensat wird - meist über die Hausentwässerung - abgeführt.

Weitere Informationen zu Brennwert- und Niedertemperaturtechnik finden Sie hier.

Wärmepumpen

Elektro-Wärmepumpen wandeln regenerative Umweltwärme unter Einsatz von Antriebsenergie in nutzbare Heizwärme um. Moderne Wärmepumpen erzeugen aus einem Teil Antriebsenergie etwa vier Teile Wärme für die Beheizung eines Gebäudes und für die Erwärmung des Brauchwassers.

Im Sommer kann eine Wärmepumpe ein Gebäude kostengünstig kühlen und bei besonders gut gedämmten Gebäuden wird die Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen eingesetzt.

Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz einer Elektro-Wärmepumpe sind niedrige Auslegungstemperaturen für die Raumbeheizung. Die Vorlauftemperatur sollte möglichst unter 45°C liegen. Dies ist bei Flächenheizungen (Fußboden-, Wand- oder Deckenheizungen) in der Regel gegeben. Niedrige Vorlauftemperaturen können auch bei wandhängenden Heizkörpern erreicht werden, zum Beispiel wenn vorhandene Heizkörper durch die energetische Verbesserung der Gebäudehülle überdimensioniert sind und somit mit einer geringeren Vorlauftemperatur betrieben werden können.

In bestehende Gebäude sollten Wärmepumpen nur nach einer umfangreichen, energetischen Sanierung eingebaut werden. Wichtiger als bei Öl- oder Gasheizungen ist eine sorgfältige Planung und fachgerechte Installation und Einregulierung der Anlagen. Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen müssen vorher Informationen über die Geologie am Standort eingeholt werden. Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen ist die Qualität des vorhandenen Grundwassers entscheiden.

Weitere Grundlageninformationen zu Wärmepumpen finden Sie hier.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe

Bei diesem Wärmepumpentyp wird die Umgebungsluft als Energiequelle genutzt. Das kann die Luft in den Kellerräumen sein, mit der die Wärmepumpe warmes Wasser produziert.

Es kann aber auch die Außenluft genutzt werden, um Ihr Haus zu heizen. Da die meiste Heizenergie bei sehr niedrigen Außentemperaturen benötigt wird, verwendet man bei diesem System sehr häufig eine zusätzliche Heizquelle, z.B. eine Elektro-Heizpatrone. Sollten Sie jedoch ein Haus mit sehr niedrigem Heizwärmebedarf bauen, kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ausreichen, um Ihr Haus ausschließlich mit diesem System zu beheizen.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Auch die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt Erdwärme, die sich ständig wieder erneuert und kostenlos ist. Um die Erdwärme nutzbar machen zu können, werden Erdkollektoren oder Erdsonden eingesetzt. Kollektoren und Sonden bestehen aus unverrottbaren Kunststoffrohren, die als geschlossene Kreise verwendet werden.

Dabei unterscheiden sich Kollektoren und Sonden nur durch die Art ihrer Anwendung.

Kollektoren werden waagerecht im Boden Ihres Grundstückes verlegt, als Schleifen. Dabei ist eine Tiefe von 1,0–1,2 m völlig ausreichend, um der Wärmepumpe die Energiemenge zu liefern, die sie zum Beheizen Ihres Hauses benötigt, damit Sie sich, auch bei klirrendem Frost, in Ihren vier Wänden pudelwohl fühlen.

Für die Errichtung einer Erdsondenanlage ist eine oder sind mehrere Bohrungen zu erstellen, in die Schleifen aus Kunststoffrohr eingelassen werden – pro Bohrung zwei Schleifen. Die Tiefe und die Anzahl der Bohrungen hängt von den Bodenverhältnissen und von der Heizleistung ab, die für Ihr Haus benötigt wird.

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Mit diesem System wird das Grundwasser als Energiequelle genutzt.

Dafür wird ein Brunnen (Entnahmebrunnen) errichtet, der die Wärmepumpe mit Wasser versorgt. Die Wärmepumpe entzieht dem Wasser Energie, das heißt, das Wasser wird abgekühlt und dann über einen zweiten Brunnen (Schluckbrunnen) dem Erdreich wieder zugeführt.

Die Energiemenge, die dem Grundwasser entzogen wird, "pumpt" die Wärmepumpe auf das Temperaturniveau, das für die Beheizung Ihres Hauses erforderlich ist.

Damit wird dann das Wasser erwärmt, das im Heizkreislauf Ihrer Heizungsanlage zirkuliert – und so wird es in Ihrem Haus wohlig warm.

Holzpelletkessel

Eine Holzpellet-Zentralheizung bietet den gleichen Komfort wie eine Gas- oder Ölheizung. Insbesondere als Alternative zu Öl-Zentralheizungen bieten sich Holzpelletheizungen an, da in vielen Fällen der vorhandene Tankraum als Pelletlager genutzt werden kann.

Holzpelletkessel sind mit einer vollautomatischen Zündung und Verbrennungssteuerung ausgerüstet, was gute Wirkungsgrade garantiert. Durch den Einsatz von Lambdasonden wird eine vollständige Verbrennung mit niedrigen Emissionswerten in allen Betriebszuständen erreicht.

Die vollautomatische Pelletzufuhr erfolgt in der Regel über motorisch angetriebene Förderschnecken innerhalb des Kessels, die die Pellets zum Beispiel aus einem internen Behälter auf den Brennteller befördern.

Die Zufuhr aus dem Pelletlager erfolgt durch mechanisch angetriebene Förderschnecken oder in Form einer Saugförderung. Der Pelletlagerraum ist sinnvoll an einer Außenwand angeordnet und sollte auch von außen zugänglich sein. Der Heizraum sollte möglichst direkt angrenzend liegen. Bei Umrüstung von Ölheizungen steht auch im Altbau in der Regel ausreichend Platz zur Verfügung.

Steht kein separater Lagerraum zur Verfügung, kann ein Sacksilo eine Alternative sein. Die Aufstellung im Heizraum ist zulässig. In Ausnahmefällen kann auch der Einsatz eines Erdtanks in Frage kommen.

Weitere Informationen über den Brennstoff Holz finden Sie hier.

Blockheizkraftwerk (BHKW)

„Endlich unabhängig von unkalkulierbaren Energiepreisen und unsicherer, zukünftiger Energieversorgung!“
In vielen Fällen spielt dieser Gedanke mit, wenn über den Kauf eines kleinen Kraftwerks für den eigenen Heizungsraum nachgedacht wird.

Die meist gasbetriebenen Motoren versorgen seit langem zuverlässig größere Gebäude mit Strom und Heizwärme. Neu auf dem Markt sind Mikro-BHKWs, die auch für den Einsatz in kleineren Wohngebäuden geeignet sind.

Informationen über Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung finden Sie hier.

KWK - Kraft-Wärme-Kopplung

Unter Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) versteht man die „gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter Energie in elektrische Energie und Nutzwärme in einer ortsfesten technischen Anlage". Dies geschieht in den meisten Fällen durch Verbrennungsmotoren, Gas- und /oder Dampfturbinen in Verbindung mit einem Generator. Aber auch Dampfmotoren, Stirlingmotoren, ORC (Organic Rankine Cycle) Anlagen und Brennstoffzellen können zur Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden.

Der Vorteil der KWK gegenüber der getrennten Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme liegt in der deutlich besseren Ausnutzung der Primärenergie. In modernen fossil befeuerten Kondensationskraftwerken, in denen die Stromerzeugung im Vordergrund steht, werden bis zu 60% der eingesetzten Brennstoffenergie in praktisch nicht nutzbare Wärme umgewandelt.

Durch die Nutzung dieser Wärme in KWK-Anlagen zu Heizzwecken oder anderen Wärmeanwendungen lässt sich der Gesamt-Nutzungsgrad auf 80 bis 90 % steigern, wodurch sich Primärenergieeinsparungen von bis zu 40 % realisieren lassen.

Der vermehrte Einsatz solcher Technologien kann dazu beitragen, die CO2 -Emissionen herabzusetzen und die Primärenergiereserven effizienter zu nutzen.

Weiterführende Informationen

Kommunen aus NRW die sich für den Einsatz der KWK-Technologie interessieren, können weitere Informationen über die Hotline der EnergieAgentur.NRW anfordern. Diese vermittelt auch eine mögliche Initialberatung vor Ort. Als erste Orientierung emfpiehlt sich der BHKW.rechner der EnergieAgentur.NRW, den Sie hier aufrufen können. Zudem könen Sie mit diesem Klick  alle Inhalte zum Stichwort "BHKW" auf der Website der EnergieAgentur.NRW aufrufen.

Investoren können beim Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V. (B.KWK) Angebote auf grundsätzliche Plausibilität prüfen lassen. Ein Online-Anbieterforum verzeichnet zudem seriöse Berater und Diensleister:

Die Informationsplattform BHKW-Infozentrum bietet eine eigene Internetseite für Investoren: www.bhkw-investment.de

Einen Überblick über die BHKW-Technik und den Markt bieten auch folgende Internetseiten: www.asue.de und www.pflanzenoel-bhkw.de.

Warmwasserbereitung

In vielen Gebäuden erfolgt die Warmwasserbereitung zum Duschen und Baden über elektrische Durchlauferhitzer. Den meist niedrigen Investitionskosten stehen hohe Betriebskosten gegenüber (Strom ist etwa viermal so teuer wie Gas).

Bei einer Kesselerneuerung sollte daher immer durch einen Fachhandwerker geprüft werden, wie hoch der tatsächliche Aufwand zur Umstellung auf eine zentrale Warmwasserbereitung über eine Kombination aus modernem Heizungskessel und indirekt beheiztem Warmwasserspeicher ist. Ob auch das Warmwasser für die Küche daran angeschlossen werden soll, hängt von der Leitungsführung ab.

Die Verluste der Warmwasserbereitung können durch Dämmung von Rohrleitungen und eine gute Speicherdämmung gesenkt werden. Durch schlecht geregelte, ältere Zirkulationspumpen kann sich der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung mehr als verdoppeln. Aus diesem Grund ist der Einbau von hocheffizienten Zirkulationspumpen in Verbindung mit intelligenten Regelungen besonders empfehlenswert.
Bei Sensor-gesteuerten Systemen wird die Zirkulationspumpe durch das Betätigen dder Warmwasserarmatur für wenige Minuten in Betrieb gesetzt und sorgt so für eine schnelle und energiesparende Bereitstellung des Warmwassers. Diese Systeme können meist problemlos in bestehenden Gebäuden nachgerüstet werden.

Damit sparen Sie Energie und entlasten die Umwelt. Denn, Strom ist nicht nur teurer als andere Energieträger, durch den energieintensiven Prozess der Stromerzeugung wird die Umwelt entsprechend stärker durch klimaschädliche CO2-Emissionen belastet.

Hydraulischer Abgleich

Beim hydraulischen Abgleich werden die Druckverhältnisse im Verteilsystem der Heizungsanlage einreguliert. So wird erreicht, dass jeder Heizkörper entsprechend dem ermittelten Wärmebedarf optimal mit Heizwasser durchströmt wird.

Fehlt diese hydraulische Feinabstimmung, überhitzen Räume in der Nähe des Kessels oftmals, während weiter entfernt liegende Räume zu wenig Wärme bekommen.

Daraufhin werden üblicherweise aus Unwissenheit die Vorlauftemperaturen der Heizungsanlage angehoben oder die Pumpenleistung der Umwälzpumpen erhöht. Das wiederum führt zu Strömungsgeräuschen im Verteilsystem und zu unnötig hohem Energieverbrauch.

Für einen hydraulischen Abgleich sollten die Heizkörper mit voreinstellbaren Ventilsitzen ausgestattet sein, da hier die Einstellung der Heizwassermenge einreguliert wird.

Weitere Informationen:

Eine Broschüre zum Thema finden Sie hier.

Hocheffizienzpumpen

Unterschiedliche Pumpen sorgen im Heizungsraum für die Zirkulation des Heizwassers, für die Ladung des Warmwasser-Speichers und gegebenenfalls für die Warmwasser-Zirkulation.

Diese Pumpen zählen auf Grund ihrer niedrigen Leistung (40 bis 100 Watt im Einfamilienhaus) eher zu den Kleinverbrauchern. Tatsächlich tragen sie in vielen Haushalten wesentlich zu hohen Stromkosten bei.

Durch den Austausch von ungeregelten Standardpumpen durch moderne Hocheffizienzpumpen sinkt der Stromverbrauch um etwa 80 Prozent. Dabei amortisieren sich die Kosten für einen vorzeitigen Pumpenwechsel bereits nach drei bis vier Jahren. Eine vorgezogene Pumpenerneuerung kann also durchaus rentabel sein.

Weitere Informationen zu den Vorteilen von Hocheffizienzpumpen finden Sie hier.

Heizungsoptimierung

Unabhängig davon, ob eine Heizungssanierung ansteht oder nicht, können auch bestehende Heizungsanlagen in vielen Fällen optimiert werden.

Optimieren Sie die Regelung Ihrer Heizungsanlage. Die Heizkurve ist dann richtig eingestellt, wenn sämtliche Räume mit möglichst niedrigen Vorlauftemperaturen ausreichend erwärmt werden.

Lassen Sie den Einbau von Hocheffizienzpumpen prüfen und einen hydraulischen Abgleich durchführen.

Dämmen Sie sämtliche Warmwasser führenden Rohrleitungen in unbeheizten Räumen. Die Dämmstärke sollte mindestens dem Rohrdurchmesser entsprechen. In Mehrfamilienhäusern und in Gebäuden, bei denen nach dem 1. Februar 2002 ein Eigentümerwechsel stattgefunden hat, ist diese Maßnhame gesetzlich vorgeschrieben.

Außentemperaturfühler helfen bei der Regelung der Raumtemperaturen. Aus Kostengründen wurden in Einfamilienhäusern vereinzelt Raumthermostate zur Heizungsregelung installiert. Sämtliche Räume werden dadurch in Abhängigkeit von der Temperatur eines Raumes geregelt. Das kann oftmals zu Beheizungsproblemen in weiter entfernt liegenden Räumen führen. In solchen Fällen empfiehlt sich die Installation eines Außentemperaturfühlers, mit dem die Temperaturen für jeden Raum separat geregelt werden können.

Beim Austausch der Heizungsanlage oder bei der Erneuerung des Heizkessels, sollte schon in der Planung auf eine Optimierung der Anlage geachtet werden.

Prüfen Sie bei einer Heizungserneuerung die Möglichkeit, den Heizkessel im Dachgeschoss aufzustellen. Dadurch kann die Abgasführung vereinfacht werden und die Leitungswege, auch beim Einsatz einer thermischen Solaranlage, können reduziert werden. Die oberste Geschossdecke muss aber ausreichend tragfähig sein, um die Last des Heizgerätes und gegebenenfalls die Zusatzlast des Warmwasserspeichers aufnehmen zu können. Daneben muss ausreichend Platz für Aufstellung und Aufbau der Geräte vorhanden sein.

Bei einer Kesselerneuerung sollte ein Luft-Abgas-Schornstein installiert werden. Durch ein Rohr-im-Rohr-System wird die Verbrennungsluft für den Kessel durch den Schornstein angesaugt und durch die außen vorbei strömenden Abgase erwärmt. Das spart Energie, optimiert den Verbrennungsvorgang und die Heizungsanlage kann Raumluft unabhängig bestrieben werden. Lästige Zuluft-Öffnungen im Aufstellraum der Heizung können verschlossen werden.

Elektroheizung

Elektroheizungen werden an den im Haus befindlichen Stromkreislauf angeschlossen und können sofort in Betrieb genommen werden. Es entfallen Wartungs- und Installationskosten. Deshalb erscheint die Stromheizung auf den ersten Blick äußerst attraktiv. Die Tücke liegt aber wie so oft im Detail. Hier ein Überblick.

Unter dem Begriff „Elektroheizung“ werden verschiedene Arten von elektrisch betriebenen Heizungen zusammengefasst. Unterschieden wird zwischen Heizungen, die Wärme direkt abgeben und Heizungen, die Wärme zwischenspeichern.

Elektrische Direktheizung
Direktheizungen werden Elektroheizungen genannt, die Wärme zu dem Zeitpunkt abgeben, zu dem sie auch die elektrische Energie beziehen. Sie geben Wärme also direkt und nicht zeitverzögert ab. Wärme entsteht also immer dann, wenn sie gebraucht wird.

Direktheizungen werden in Konvektions- und Infrarotheizungen unterteilt. Zu den Konvektionsheizungen zählen Heizlüfter, Konvektoren oder Radiatoren (auch Ölradiatoren: elektrische Erwärmung eines Öls) oder Fußleistenheizungen.

Bei Infrarotheizungen entsteht die Wärme über Infrarotstrahlung. Dazu zählen Infrarotstrahler, Infrarotheizungen und Natursteinheizungen. Zu den Direktheizungen gehören außerdem elektrische Fußboden- und Wandheizungen.

Elektrische Speicherheizung
Sie speichert elektrisch erzeugte Wärme und gibt sie mit einer Zeitverzögerung wieder ab. Der Speicher wird im Allgemeinen in der Nacht aufgeladen und die Wärme über den Tag verteilt an die Räume abgegeben. Aus diesem Grund werden auch die Begriffe „Nachtstromspeicherheizung“ oder „Nachtspeicherheizung“ verwendet. Der Strom zur Aufladung wird – falls vom Energieversorger angeboten - im Niedertarif (NT) bezogen, welcher im Vergleich zum normalen Haushaltsstrom im Hochtarif (HT) erheblich günstiger ist.

In NRW waren 2014 ca. 400.000 elektrische Speicherheizungen in Betrieb.

Entwicklungen im Strommarkt
In der Nacht sinkt der deutsche Stromverbrauch erheblich, da in Betrieben und Haushalten deutlich weniger verbraucht wird. Während dieser „Schwachlastzeit“ boten Energieerzeuger den produzierten Strom günstiger an, um eine für sie vorteilhaftere gleichmäßige Auslastung ihres Kraftwerksparks sicherzustellen. Heute steigt der Anteil des Stroms, der aus erneuerbaren Energien wie Fotovoltaik oder Windkraft gedeckt wird, beständig. Strom aus diesen Energiequellen wird in der Regel unstet und unregelmäßig ins Netz eingespeist. Dies führt dazu, dass sich der ehemals kalkulierbare zeitliche Zusammenhang zwischen Stromangebot und Nachfrage zusehends auflöst. Als eine Konsequenz bieten viele Versorger heute keinen günstigen Nachtstrom mehr an.

Klimabilanz von elektrischen (Speicher-) Heizungen
Der durch „Nachtspeicherheizungen“ verursachte hohe CO2-Ausstoß führte dazu, dass die Bundesregierung 2007 ein Verbot erließ, was allerdings 2013 wieder aufgehoben wurde. Die Stromkonzerne argumentierten, dass der neuerdings partiell anfallende überschüssige Strom aus erneuerbaren Energien vermehrt in elektrischen Speicherheizungen eingesetzt werden könnte. Dies würde allerdings eine moderne Regel- und Steuerungstechnik erfordern. Ob die gestarteten Forschungs- und Pilotprojekte der Konzerne verwertbare Ergebnisse liefern bleibt abzuwarten.

Zukünftig wird auch der eigen produzierte PV-Strom, für den Betrieb von Elektroheizungen, gespeichert in heimischen Akkumulatoren, zu einer Neu-Bewertung der klimatischen Auswirkungen führen.

Umstieg auf ein anderes Heizsystem
Gerade der Umstieg von einer Elektroheizung zu einer wasserführenden Heizung ist aufwändig und teuer und muss deshalb genau geplant werden. Bevor die Entscheidung für ein neues Heizsystem fällt, ist es sinnvoll zu ermitteln, ob der Heizenergiebedarf durch eine bessere Regelung, eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und/oder bautechnische Sanierungsmaßnahmen, wie z.B. die Erneuerung der Fenster oder Dämmmaßnahmen, reduziert werden kann. Eventuell kann anschließend sogar eine ertüchtigte Elektroheizung effizienter und kostengünstiger betrieben werden.

In vielen Fällen ist ein Umstieg auf einen anderen Energieträger sinnvoll. Vor einem möglichen Umstieg auf ein neues System und den damit verbundenen hohen Investition sollte unbedingt ein qualifizierter Energieberater aufgesucht werden. Im Rahmen einer umfänglichen Energieberatung werden neben der Umweltbelastung auch die Wirtschaftlichkeit verschiedener Sanierungsmaßnahmen beurteilt.

Der Einbau von neuen Heizungen kann gefördert werden. Die KfW Privatkundenbank und das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gewähren günstige Darlehen oder Zuschüsse für den Einbau von Systemen, die auf Brennwerttechnik basieren oder erneuerbare Energien nutzen. Weitere Förder-Informationen hier: www.foerder-navi.de

Lale Küçük
Beratung und Netzwerk Wärme/Gebäude
EnergieAgentur.NRW
Telefon: 0202 2455271
kuecuek@energieagentur.nrw

Sie erreichen die EnergieAgentur.NRW außerdem werktags von 8 bis 18 Uhr über die Hotline unter 0211 - 8371930.